РЕФЕРАТ
“АГРОХІМІЧНА ХАРАКТЕРИСТИКА СОЛОНЦЕВИХ ГРУНТІВ”
Зміст
Вступ
1. Закономірності поширення солонцевих ґрунтів в україні та їх агрохімічна характеристика
2. Хімічна меліорація солонцевих ґрунтів
3. Плантажовані ґрунти, їх властивості і продуктивність, напрямки еволюції
Висновки
Список літератури
Вступ
В Україні солонці та солонцюваті ґрунти займають серед орних земель загальну площу близько 2,7 млн. га.
Ці ґрунти характеризуються великою різноманітністю, але всі вони мають дуже низьку природну родючість, що обумовлено насамперед несприятливими агрофізичними і фізико-хімічними властивостями. Тому ефективне використання цих ґрунтів потребує проведення комплексу заходів з їх окультурення і відтворення родючості.
Серед запропонованих вченими способів меліорації солонцевих ґрунтів широке впровадження в практику сільськогосподарського виробництва отримали два прийоми - хімічна меліорація і плантажна оранка. За період з 1961 по 1990 рр. на Україні гіпсування проведене на площі близько 1 млн. га, а плантажна оранка - на площі 220 тис. га.
Багаторічними дослідженнями, проведеними на Україні, у країнах СНД та дальнього зарубіжжя встановлено, що хімічна меліорація є недовготривалим прийомом, і солонцеві ґрунти вимагають повторного гіпсування кожні 5 - 7 років. Що стосується плантажної оранки, то тривалість позитивної післядії цього заходу на властивості ґрунту і врожай сільськогосподарських культур не встановлено.
Разом з цим на сучасному етапі розвитку агропромислового комплексу в умовах земельної реформи та різної форми власності на землю дуже важливо мати точну інформацію про якісний стан плантажованих солонцевих земель для оцінки їх вартості, проведення моніторингу, а також раціонального сільськогосподарського використання.
Тому актуальним є установлення направленності агрогенної еволюції плантажованих ґрунтів і розроблення пропозицій з їх подальшого раціонального використання.
1. Закономірності поширення солонцевих ґрунтів в україні та їх агрохімічна характеристика
У земельному фонді України солонці та солонцюваті ґрунти займають загальну площу близько 4 млн. та., в тому числі орні землі - 2,7 млн. га. Солонцеві ґрунти розповсюджені в основному в двох грунтово-кліматичних зонах - Лісостепу (частково Чернігівське Полісся) і в Степу (переважно Сухий Степ) [1,3].
У зоні Полісся основу ґрунтового покриву становлять, як відомо, незасолені сірі лісові, дерново-підзолисті і болотні ґрунти на вилугованих водно-льодовикових та алювіальних відкладах. Проте, на терасах р. Десни та її притоків внаслідок дуже незначної природної дренованості, близького залягання ґрунтових вод, збагачених содою, і створення умов для вторинного засолення й осолонцювання сформувалися засолені аналоги вказаних типів ґрунтів. У заплавах річок розвиваються переважно чорноземно-лучні поверхнево-солонцюваті ґрунти содового засолення, подекуди з невеликими плямами солонців. [1,18]
У зоні Лісостепу солонцеві ґрунти поширені в основному в заплавах і низьких терасах рік Дніпра, Десни, Псла, Сули та ін. Поява їх у ґрунтовому покриві пов'язана з впливом близько залягаючих ґрунтових вод, содового або хлоридно-сульфатного хімізму засолення.
У північній частині Дніпровсько-Донецької западини дренованість дуже слабка, ґрунтові води залягають близько до поверхні (1-1,5 м). Це створює в ґрунті випотний режим з активним процесом соленакопичення. Утворені тут за участю содовозасолених ґрунтових вод ґрунти відносять до содових солончаків (Самбур Г.Н., 1963) або до поверхнево-солонцевих солонців і чорноземно-лучних поверхнево-солонцюватих ґрунтів (Носко Б.С., 1964; Гринь Г.С., 1969).
У верхньому шарі таких ґрунтів накопичується сода, яка викликає інтенсивне осолонцювання самого верхнього горизонту. В останньому відзначається високий вміст обмінного натрію, а також висока лужність (рН 8-10). Характерною рисою таких ґрунтів є відсутність або слабка вираженість ознак перерозподілу рухомих речовин по профілю солонцю, слабка диференціація на елювіальний та ілювіальний горизонти.
У солонці чорноземно-лучному кірковому содово-солончаковому елювіальний горизонт майже не виражений (шар 1 см). Він замінюється потужним ілювіальним шаром, де рН складає 9,2, а увібраний натрій - 19,2% від ємності обміну. У верхньому шарі кількість фракцій фізичної глини більше, ніж у залягаючому нижче, що не властиво солонцям і пояснюється диспергуючим впливом розчинів соди, що підіймаються до поверхні. Така ж тенденція перерозподілу речовин, але в більш слабкій мірі спостерігається в чорноземно-лучних поверхнево-солонцюватих ґрунтах.
Поверхнево солонцюваті ґрунти Чернігівського Полісся і Північного Лісостепу порівняно багаті на органічну речовину внаслідок повільної її мінералізації, вміст вуглецю у верхньому шарі (0-20 см) становить від 0,54 до 2,2%. На відміну від зональних незасолених ґрунтів цей шар характеризується і відносно високим вмістом азоту, фосфору і калію. З глибиною вміст валових і рухомих форм азоту і фосфору знижується. Якщо вміст загального азоту в шарі 0-20 см в межах 0,2-0,16%, а лужно-гідролізуємого - 15,9-15,3 мг/100 г ґрунту, то з глибиною ці показники відповідно знижуються до 0,07-0,03% та 6,1-5,6 мг/100 г ґрунту.
Максимум валового фосфору (133 мг/100 г ґрунту) приходиться на верхній шар, мінімум на материнські породи. При відносно високих валових запасах фосфатів рухомість їх незначна. За вмістом рухомого фосфору ці ґрунти можуть бути віднесені до класу з низькою забезпеченістю,що відображається і у фракційному складі активних форм мінеральних фосфатів, де найбільш розчинні форми містяться у незначних кількостях. Серед активних форм переважають фосфати кальцію (8-15 мг/100 г ґрунту), фосфатів заліза та алюмінію значно менше.
Ступінь забезпеченості обмінним калієм високий, у шарі 0-20 см вміст К2
О складає 26-40 мг/100 г ґрунту. На відміну від водорозчинного і обмінного калію, максимум яких відзначається у верхньому шарі ґрунту, кількість необмінно-фіксованого збільшується до низу.
Середній рівень вмісту мікроелементів у цих ґрунтах обумовлюється їх вмістом у легко - і середньо суглинкових лесах і лісоподібних суглинках, на яких вони сформувалися. Так, середній валовий вміст мікроелементів у солонцях складає: марганцю-236-516 мг/кг, цинку - 18,2-45, міді - 9,8-34, бору 7,7-9,8 і кобальту - 8,3-22,6 мг/кг ґрунту. Варіювання їх обумовлене як механічним складом ґрунтів, так і ступенем проявлення солонцевого процесу і його направленістю. Напрямок солонцевого процесу і його інтенсивність впливає, перш за все, на перерозподіл мікроелементів по профіль. Так, у солонцевих ґрунтах Чернігівського Полісся і північного Лісостепу, в яких солонцюватість інтенсивніше виражена у верхній частині профілю, накопичення мікроелементів Мn, Cu, іноді Co спостерігається у верхніх гумусових горизонтах. При рН більше 7,5-8 і наявності гумусу сполуки марганцю, міді, бору малорухомі і пересування їх по профілю незначне.
Тимчасове перезволоження поверхнево солонцевих ґрунтів знижує окислювально-відновлювальний потенціал, збільшує рухомість гумусу, а разом з тим і сполук марганцю і міді. В умовах содової гіпергенези мідь може також утворювати рухомі комплексні мінеральні речовини, однак за наявності сульфід-іонів виникає бар’єр для міграції міді і кобальту, утворюються нерозчинні сульфіди цих елементів.
У південному Лісостепу солонцеутворення дещо відрізняється від північного Лісостепу, що відбивається на складі і властивостях солонцевих фунтів. Тут природна дренованість поліпшується, ґрунтові води залягають на глибині 2-3 м. У хімічному складі ґрунтових вод переважають нейтральні солі (хлориди, сульфати), сода утримується в незначній кількості. Сезонна динаміка рівня ґрунтових вод досягає 1 м, тому ґрунти відчувають різноманітний їх вплив, періоди засолення замінюються розсоленням. У цих умовах формуються в основному чорноземно-лучні й лучно-чорноземні глибоко-солонцюваті ґрунти в комплексі із солонцями середніми та глибокими (15-30%). Ґрунтовий профіль різко диференційований на ілювіальний та елювіальний горизонти, причому в останньому зростає вміст фракції фізичної глини та ємність поглинання. Такі ґрунти відносяться до глибоко-солонцюватих.
Сучасна тенденція розвитку солонцевих ґрунтів південного Лісостепу в цілому спрямована у бік розсолення та розсолонцювання при посиленій природній дренованості на підвищених ділянках терас, де утворюються чорноземи типові залишково солонцюваті. На низьких ділянках річкових терас при підйомі рівня ґрунтових вод, що пов'язаний з будівництвом каскаду водоймищ на Дніпрі, місцями можливий розвиток солонцевих ґрунтів у бік реградації (повернення до стадії засолення) і посилення солонцюватості.
Глибокосолонцюваті ґрунти значно бідніші на азот, фосфор і калій, що частково вимиті під впливом елювіальних процесів з верхніх шарів вглиб профілю. Особливо інтенсивно вилуговуються рухомі форми фосфору і калію, які накопичуються і ілювіальному горизонті. Порівняно з поверхнево солонцевими більш вилуговані глибоко солонцеві ґрунти характеризуються зменшенням вмісту в орному шарі валового азоту (до 0,14-0,28), фосфору (до 0,08-0,1) і калію (до 1,23-1,4%). Рухомими формами фосфору і калію вони забезпечені недостатньо, фракційний склад калію також відображає цю загальну закономірність. Максимум накопичення легкорозчинного, обмінного і необмінно-фіксованого калію спостерігається у шарі 50-70 см і складає відповідно 9,5; 22,2; 197,8 мг/100 г ґрунту за вмісту цих форм у верхньому (0-10см) шарі 1,8; 18; 117,7 мг/100 г ґрунту.
Гумусово-ілювіальний шар глибоко солонцевих ґрунтів збіднений на мікроелементи, у ілювіальному шарі відбувається їх накопичення, що є властивим для бору і цинку. Процес міграції мікроелементів пов'язаний з винесенням мулистих часток і півтора окислів з верхнього шару і збагаченням його на кремнезем, а солонцевий є фізико-хімічним бар’єром для закріплення розчинних сполук мікроелементів, що піднімаються з капілярними розчинами у верхні шари ґрунту. Внаслідок високої динамічності водно-сольового режиму, направленість та інтенсивність міграційних і акумулятивних процесів може змінюватися разом з перерозподілом мікроелементів.
Забезпеченість солонців і солонцевих ґрунтів цього регіону рухомими формами мікроелементів пов’язана з реакцією ґрунтового розчину, станом органічної речовини и мінеральною частиною. Ці ґрунти характеризуються як середньо - та навіть добре забезпечені на марганець та цинк для сільськогосподарських культур з невеликим їх винесенням. Солонцевим ґрунтам південного Лісостепу притаманна висока рухомість бору. За забезпеченістю рухомими формами міді солонцеві ґрунти відносяться до середньо - та високозабезпечених. Рухомим кобальтом ці ґрунти забезпечені недостатньо.
У зоні Степу солонцеві ґрунти розвиваються в більш різноманітних умовах, ніж у зоні Лісостепу. Слабка природна дренованість із близьким заляганням ґрунтових вод характерна тут лише для приосевої частини Причорноморської западини - Кримського Присивашшя і тераса - дельта Дніпра. Інша, підвищена частина території є краще дренованою, ґрунтові води залягають глибше 10 м, і не впливають на ґрунтоутворення. Тому гідроморфні й напівгідроморфні солонцеві ґрунти обмежено поширені в зоні Сухого Степу, у той час як переважна частина Причорноморського подолу зайнята автоморфними, переважно темно-каштановими солонцюватими ґрунтами. [15,16,18]
У найменш дренованій частині Кримського Присивашшя з рівнем ґрунтових вод до 1,5-2 м при капілярно-ґрунтовому зволоженні формуються солончаки і солончакові солонці.
В міру віддалення від узбережжя і зниження рівня ґрунтових вод до 7-8 м у ґрунтах створюється плівково-капілярне зволоження. Тут розвиваються солонці лучно-степові та їх комплекси з лучно-каштановими й темно-каштановими солонцюватими ґрунтами.
На високих околицях Присивашшя й Причорномор'я, де ґрунтові води залягають глибше 8 м, поширені темно-каштанові солонцюваті ґрунти, південні чорноземи, солонці степові та їх комплекси.
Для більшої частини солонцевих ґрунтів Причорномор'я характерний переважно важкий гранулометричний склад - важкосуглинистий, легкоглинистий. Профіль солонців розвинутий за елювіально-ілювіальним типом. В ілювіальному горизонті збільшується вміст фізичної глини, ємності обміну й кількість обмінного натрію. Вони мають несприятливі водно-фізичні властивості, низьку водопроникність, сильно ущільнені (об'ємна маса в шарі 0-20 см -1,4-1,5 г/см3
).
Найвищий вміст обмінного натрію (19,8-27,6% від ємності обміну) спостерігається у солонців лучних, які розвиваються під впливом близько залягаючих до поверхні мінералізованих ґрунтових вод, а також для солонців на морських відкладах (третинних глинах). Кількість обмінного натрію в лучно-степових і степових солонцях зменшується, а в темно-каштанових солонцюватих ґрунтах становить усього 2-3% від ємності обміну.
Верхня частина ґрунтового профілю ґрунтів, яка не зв'язана з близьким заляганням ґрунтових вод, опріснена, перший сольовий горизонт залягає на різній глибині - в солонцях ближче до поверхні (30-70 см), в темно-каштанових ґрунтах, чорноземах - глибше (100-120 см). При цьому змінюється й хімізм солей: у солонцях солончакових та солончаках тип засолення переважно хлоридний, сульфатно-хлоридний, в солонцях солончакуватих та глибоко-солончакуватих - хлоридно-сульфатний і сульфатний, в темно-каштанових солонцюватих ґрунтах і чорноземах південних - сульфатний.
Солонцеві ґрунти півдня України належать до групи ґрунтів з низьким вмістом валового і рухомого азоту, однак чорноземи південні слабо солонцюваті і темно-каштанові ґрунти забезпечені ним краще.
Вміст валового азоту у солонцевих ґрунтах залежить від механічного складу цих ґрунтів і ступеня вираженості солонцевого процесу. Чим важчий механічний склад і слабкіша солонцюватість, тим вищий вміст азоту. Кількість нітратів у солонцевих ґрунтах не є постійною і залежить в основному від агротехнічних і погодних умов і частково від генетичних особливостей ґрунту.
Солонцеві ґрунти Степу України характеризуються високим вмістом валового фосфору (до 150 мг/100 г ґрунту) з рівномірним зменшенням з глибиною. Максимальна кількість спостерігається у верхньому гумусово-єлювіальному горизонті.
Для солонцевих ґрунтів цієї зони характерною є наявність великих кількостей фосфатів кальцію, особливо у нижній частині профілю, збагаченій карбонатами кальцію. Фосфатів алюмінію і заліза у цих ґрунтах значно менше, при цьому найбільша їх кількість зосереджена у верхній гумусова ній частині профілю. Не дивлячись на високу забезпеченість валовим фосфором, значна його частина представлена кальцієвими фосфатами, рухомість його незначна, і як наслідок, забезпеченість рослин цим елементом низька. Вміст рухомого фосфору (за Мачігіним) - 0,7-0,3 мг/100 г ґрунту.
За вмістом калію ці ґрунти є високозабезпеченими. Обмінна і необмінно-фіксована форми калію в темно-каштанових солонцюватих грунтах у великих кількостях зосереджені в орному шарі, рівномірно зменшуючись вглиб по профілю і лише з глибини 100-110 см зявляється до збільшення їх кількості.
В солонці каштановому розподіл калію має свої особливості: відсутня чітка, притаманна цим ґрунтам диференціація по горизонтам. Тут максимум накопичення обмінної і необмінно-фіксованої форм калію спостерігається у верхньому (0-20см) шарі. Вміст калію зменшується з глибини 70-80см.
Солонцеві грунти Степу характеризуються чітким перерозподілом мікроелементів по профілю - збідненням елювіальних горизонтів і накопиченням їх в ілювіальному. При цьому кожному елементу притаманний свій профіль. Марганець закріплюється в гумусовому горизонті, а бор, мідь і цинк - в солонцевому. Карбонатний горизонт є акумулятором бору, марганцю і цинку. При незначній рухомості марганцю і цинку вміст їх рухомих форм знаходиться на рівні середньої та високої забезпеченості. Для цих ґрунтів характерний високий вміст рухомих форм міді (3,6-11,35 мг/кг ґрунту) і бору, на відміну від інших зональних ґрунтів. Вміст рухомих форм міді і бору в солонцевих ґрунтах підвищений. Особливо високі концентрації цих елементів відзначені в горизонтах накопичення солей. За вмістом рухомого кобальту вони відносяться до ґрунтів з середньою забезпеченістю на цей елемент.
Солонці Керченського півострова, на відміну від попередніх, сформувалися на третинних сарматських і майкопських глинах, які містять велику кількість солей (2-3%). Поширені вони на низьких рівнинах і схилах широких балок, де близько до поверхні залягають третинні глини. Для таких солонців характерні висока солонцюватість і засолення хлоридами та сульфатами, різка відмінність мінералогічного складу. В ілювіальному горизонті переважають мінерали монтморилонітової групи (до 45%), які зумовлюють високу водоутримуючу здатність солонців і наявність в них значної кількості недоступної для рослин вологи. Ґрунтові води до введення зрошення на більшій частині вказаної території були відсутні. Ґрунти знаходяться в комплексах з переважанням чорноземів солонцюватих на третинних глинах. Порівняно меншу площу займають чорноземи південні солонцюваті на лісоподібних відкладах. Зустрічаються також солонцеві комплекси, де переважають темно-каштанові солонцюваті ґрунти, серед яких плями солонців становлять 30%. Окремі масиви південного узбережжя Керченського півострова, а також його центральної частини зайняті переважно степовими солонцями. [18, 19]
Підвищити продуктивність богарних і зрошуваних солонцевих ґрунтів неможливо без їх меліорації. При розробці та виборі прийомів меліорації необхідно враховувати не тільки властивості, але й генезис галогенних ґрунтів. [1]
2. Хімічна меліорація солонцевих ґрунтів
У теперішній час меліоративне покращання солонцевих ґрунтів здійснюється в трьох основних напрямках, які сформувалися ще в 50-х роках: хімічна меліорація, покращання солонців за рахунок внутрішньоґрунтових запасів кальцієвих солей і меліорація з допомогою глибокого обробітку.
З прийомів хімічної меліорації в більшості країн СНД і за кордоном найбільший розвиток одержало гіпсування. Ця проблема розглядається в двох аспектах: як основний прийом меліорації глибокогіпсових і глибококарбонатних солонців і як допоміжний прийом при комплексній меліорації середньо - та багатонатрієвих висококарбонатних солонців. В останньому випадку гіпс використовується з метою усунення кірки та інтенсифікації самомеліорації за рахунок ґрунтових запасів карбонату кальцію. [1,3,6,26]
Теоретичною основою гіпсування є концепція К.К. Гедройця про провідну роль іону натрію в солонцевому процесі ґрунтоутворення.
Дія гіпсу виявляється в тому, що внесений кальцій витискає обмінний натрій, внаслідок чого зменшується рухомість ґрунтових колоїдів (гумусу, глини, заліза та ін.) і створюються умови для окультурення ґрунту.
З внесенням гіпсу в солонцевий ґрунт поліпшуються його агрономічні властивості, знижується лужність, підвищується доступність для рослин азоту, фосфору та калію, зменшується токсичність рухомих форм заліза й алюмінію, активізуються мікробіологічні процеси, підвищується врожайність с. - г. культур. У випадку незначного вмісту в ґрунті увібраного натрію та високого - магнію, гіпсування знижує можливість утворення токсичних гуматів магнію й поліпшує умови кальцієвого живлення рослин. [8]
Ефективність гіпсування підвищується при внесенні органічних і мінеральних добрив. Внесення органічної речовини посилює біологічну активність солонців, збільшує виділення вуглекислоти, яка сприяє кращому розчиненню ґрунтових карбонатів, а отже, більш швидкому заміщенню обмінного натрію кальцієм.
Позитивна дія гіпсу проявляється лише в тому випадку, коли ґрунтові води розташовані глибше 1,2-1,5 м. У протилежному випадку продукти обмінних реакцій (сірчанокислий натрій та ін) не виносяться вниз по ґрунтовому профілю й розсолонцювання не відбувається.
Як показали багаторічні дослідження ОМ. Грінченка, ОМ. Можейка, Г.М. Самбура, Н.П. Ґрабовського та сільськогосподарська практика, найбільш ефективне гіпсування на содових солонцях і солонцюватих чорноземах Лісостепу України, де випадає значна кількість опадів. За даними О.М. Грінченка (1954), при застосуванні гіпсу спільно з органічними й мінеральними добривами відбувається не тільки поліпшення властивостей солонців, але й змінюється їх морфологічна будова. Зокрема, через 17 років після одноразового гіпсування, в солонці утворився культурний орний горизонт потужністю до 30 см. При цьому за цей період післядії приріст врожаю зер
У Степовій зоні в умовах богарного землеробства ефективність гіпсування на солонцях нейтрального засолення дещо нижча, ніж у Лісостеповій зоні. Це пояснюється нестачею вологи в ґрунті й, отже, низькою розчинністю гіпсу й нагромадженням продуктів обмінних реакцій (Na2
S04
та ін) у кореневмісному шарі (Можейко А.М., 1936; Антипов-Каратаєв І.Н., 1953 та ін). Гіпсування в цій зоні більш доцільне при проведенні додаткових заходів з вологонакопичення і, особливо, при зрошенні, що забезпечує промивний режим верхнього шару ґрунту.
Виходячи з теорії генезису й меліорації солонців, розробленої К.К. Гедройцем, у практиці меліорації широко поширений метод розрахунку необхідної кількості меліоранту за вмістом обмінного натрію в ґрунтовому вбирному комплексі, який вимагає еквівалентної заміни катіоном кальцію.
І.Н. Антипов-Каратаєв (1953) вважав, що нема необхідності повністю витаскати обмінного натрію з вбирного комплексу ґрунту, оскільки в ньому близько 5-10% належить "неактивному" натрію. Присутність такої кількості ввібраного натрію не справляє негативного впливу на властивості солонцю.
О.Н. Соколовський (1941), а за ним О.М. Грінченко (1954) рекомендують дози гіпсу розраховувати за кількістю кальцію, поглинутого солонцевим фунтом з насиченого розчину оцтовокислого кальцію.
Ряд дослідників - Л.Я. Мамаєва (1966), Б.М. Лактіонов (1962), Н.П. Панов (1972) та ін. - пропонують коагуляційно-пептизаційний метод, основою якого є визначення дози меліоранту за порогом коагуляції високодисперсної фракції ґрунту.
W. R. Schonover W. R. (1956) запропонував розраховувати дози гіпсу за кількістю кальцію, поглинутого солонцевим ґрунтом з насиченого розчину гіпсу.
Доцільність використання того чи іншого способу розрахунку кальцієвмісних меліорантів визначається властивостями й генезисом солонцевих ґрунтів. Для солонців Лісостепової зони України та лучних солонців Степу, які в своїй більшості належать до багатонатрієвих, норму гіпсу рекомендується визначати за вмістом обмінного натрію.
Для малонатрієвих солонців Півдня України такий розрахунок принципово неприйнятний, і замість нього розрахунок здійснюють за допоглинанням кальцію солонцевим ґрунтом або коагуляційно-пептазаційним методом. [1]
3. Плантажовані ґрунти, їх властивості і продуктивність, напрямки еволюції
Численними науковими дослідженнями і практикою господарств встановлено, що по мірі збільшення сухості клімату, тобто з переходом від чорноземної зони до каштанової, ефективність хімічної меліорації солонців різко знижується. Зокрема воно є мало ефективним в богарному землеробстві посушливих зон внаслідок слабкої розчинності гіпсу, обмеженої можливості інтенсивного протікання обмінних реакцій і видаленні продуктів обміну (О.М. Можейко, 1936 Г.М. Самбур, 1953 І.Н. Антипов-Каратаєв, 1946 К.П. Пак, 1975 С.І. Нікітін, 1960 та ін.). Тому основним засобом освоєння солонцевих ґрунтів степових і напівпустельних районів є меліоративна оранка.
Початок цьому напрямку в меліорації солонців покладено в роботах В.А. Ковди і А.Ф. Большакова в Прикаспії, І.Н. Антипова-Каратаєва і К.П. Панова в Поволжжі, О.М. Можейка, С.П. Семенової-Забродіної, Г.В. Новікової, М.М. Лаврентьєва в Україні. В подальшому він розвинувся в Казахстані, Сибіру, Канаді. [3]
У процесі глибокої плантажної оранки відбувається механічне руйнування щільного солонцевого горизонту, перемішування шарів, деяке розведення маси солонцевого горизонту масою карбонатного. [3,15,16]
В результаті меліоративного і антропогенного впливу на солонцеві ґрунти докорінно змінюється будова профілю. Так, за даними І.М. Любімової в результаті меліорації утворюються ґрунти з двома типами будови профілю. Ґрунти, у яких в профілі зберігся типоутворюючий солонцевий горизонт, але порушена будова надсолонцевих горизонтів. І друга група, коли зруйновано та дезінтегровано верхню частину профілю, включаючи типоутворюючий солонцевий горизонт. В ґрунтах цієї групи можна виявити тільки окремі фрагменти солонцевих горизонтів в розораній чи меліорованій товщі. Профіль подібних ґрунтів вже не можна віднести до типу елювіально-ілювіальних профілів. відновленні будови солонцевого горизонту в тривалій післядії на її думку не відбувається. Цієї ж думки дотримується Ю. Є. Кізяков, що вивчав післядію плантажної оранки на каштанових слабосолонцюватих ґрунтах і солонцях каштанових.
На думка М.І. Полупана морфогенетичні параметри і властивості в солонцях лучно-каштанових плантажна оранка не нівелює, вони в цілому зберігаються. Формується два типи профілів: поверхневий, коли солонцевий горизонт розпочинається з поверхні, і глибокий при заляганні його в середній частині, що залежить від вихідної потужності солонцевого горизонту. якщо він простягається на глибину 50-60 см, то утворюється перший тип, а якщо на глибину 35-45 см - то другий. [23]
Дослідження А.Ф. Большакова встановили, що в багатонатрієвих солонцях на 10 рік післядії плантажної оранки відбувається відновлення солонцевого профілю. [26]
Позитивна дія меліоративної плантажної оранки перш за все виявляється в поліпшенні агрофізичних властивостей солонцевих грунтів. Внаслідок проведення меліоративної плантажної оранки відбувається розущільнення, підвищення пористості та шпаруватості, покращення структурно-агрегатного складу, підвищення фільтраційних властивостей ґрунтів, зростання частки агрономічно цінних агрегатів, зростання коефіцієнту структурності. Зберігання сприятливих водно-фізичних властивостей в плантажованих солонцевих ґрунтах, за даними багатьох авторів, спостерігаються протягом усього періоду післядії плантажної оранки. [15,16,21,23,]
Зміни водно-фізичних властивостей солонців при проведенні плантажної оранки виявляють позитивний вплив на характер пересування водорозчинних солей по всьому ґрунтовому профілю. Зі збільшенням запасів вологи та її капілярно-ґрунтовим пересуванням з поверхні ґрунту вниз відбувається розчинення і вимивання солей в товщу ґрунту. Величина і швидкість їх вимивання, на думку К.П. Пака, залежать головним чином від ступеня дисперсності ґрунтових часток, структурно-механічних властивостей і від складу самих солей в ґрунті. Більшість дослідників відзначають значне зниження вмісту токсичних солей, вимивання хлоридів, зменшення вмісту водорозчинного натрію по усій товщі меліорованого шару вже в перші роки після проведення меліоративної плантажної оранки. Деякі автори говорять про інтенсивне розсолення солонців на глибину до 3 метрів. В зрошуваних умовах процес вимивання солей відбувається значно швидше. Однак при зрошенні плантажованих ґрунтів з одного боку значно знижується вміст водорозчинних солей - хлоридів і сульфатів, а з іншого - тимчасово підвищується лужність.
Меліоративна плантажна оранка поліпшує фізико-хімічні властивості солонцевих ґрунтів. Спостерігається зниження обмінного натрію у ґрунтовому поглинальному комплексі і зростання увібраного кальцію. Однак, іноді в глибоких горизонтах спостерігається поява двовуглекислої соди після опріснення ґрунту. Це пов’язано з розсолонцюванням ґрунту, тобто витісненням натрію з ГПК кальцієм карбонатів після вилуговування солей. Але в гідроморфних умовах позитивна післядія плантажної оранки не спостерігається. У ГПК протягом тривалої післядії переважає натрій.
Дані про зміни складу органічної частини плантажованих ґрунтів досить суперечливі. Серед змін гумусового стану плантажованих ґрунтів у літературі констатується як дегуміфікація, так і накопичення органічної речовини. Зокрема серед негативних наслідків плантажної оранки відзначається зниження родючості в перші роки після її проведення, що пояснюється переміщенням гумусованого шару на глибину 40-50 см. Накопичування гумусу в орному шарі відбувається досить повільно. Застосування меліоративних обробок обумовлює також зміни якісного складу гумусу. Так, за даними Г.В. Новікової та Г.М. Пікузи, гумінові кислоти темно-каштанових солонцюватих мало натрієвих ґрунтів зв’язані в основному з кальцієм. Плантажна оранка зумовила збільшення вмісту цих кислот у верхньому 0-20см шарі цих грунтів. Збільшується кількість гумінових кислот пов’язаних з мінеральною частиною грунту. Разом з тим зменшується кількість вільних гумінових кислот, що свідчить про зниження рухомості органічної речовини в меліорованому грунті. Застосування меліоративної оранки на зрошуваних залишково солонцюватих грунтах сприяє закріпленню органічної речовини і знижує його родючість. За даними О.А. Данилової на 5 рік післядії оранки спостерігається деяке збільшення кількості гумінових кислот, зв’язаних з кальцієм, і виявлення вільних і зв’язаних з трьохвалентними катіонами гумінових кислот, що сприяє покращанню структури ґрунту і стабілізує оптимальне складення верхніх горизонтів солонців. Вона також відзначає, що в зрошуваних умовах у верхніх шарах меліорованого солонцю збільшуються запаси гумусу, а в його складі помітно зростає доля гумінових кислот. На думку М.І. Полупана чіткі закономірності зі зміни загальних запасів гумусу не встановлено в плантажованих богарних і зрошуваних грунтах, можна лише говорити про тенденцію до його зменшення. Було охарактеризовано, з одного боку, звуження відношення Сгк
: Сфк
, а з іншого боку розширення цього відношення. Отже, наявність неоднозначної і суперечливої інформації про гумусовий стан вилучених зі зрошування ґрунтів вимагає подальшого вивчення цієї проблеми. [17,18,23,26].
Поживний режим плантажованих ґрунтів є мало вивченим. В перші роки після проведення меліорації, самий верхній шар, збіднений органікою, відзначається деяким зниженням поживних речовин, особливо азоту. Щодо глибини проникнення активних процесів нітрифікації, в результаті яких в ґрунті накопичується нітратний азот, то в плантажованому ґрунті ці процеси поширені на глибину усього меліорованого шару. До глибини 60 см спостерігається відносно високий вміст нітратного азоту. В послідуючі роки ця величина знижується. Протягом тривалого періоду післядії вміст нітратного і аміачного азоту на плантажованих і неплантажованих ділянках стає майже однаковим в верхніх шарах ґрунту, але нітрифікацій ні процеси на плантажованих ґрунтах поширені глибше, що обумовлене сприятливими водно-фізичними властивостями для більш глибокого проникнення кореневої системи рослин. Глибока плантажна оранка з руйнацією ілювіального горизонту і перемішуванням його з нижнім перехідним горизонтом покращує також умови фосфатного живлення.
Меліоративні оранки, що створюють потужний орний шар, до певної міри збіднюють його поживними речовинами. Тому додаткове внесення добрив, особливо в перші роки після проведення плантажної оранки, підвищує забезпеченість рослин елементами живлення і сприяє отриманню більш високих врожаїв сільськогосподарських культур. Ефективність добрив на каштанових солонцевих комплексах (меліорованих і не меліорованих) зростає в сполученні з меліоративними заходами, спрямованими на підвищення вологозабезпеченості солонцевих грунтів.
Відкритим залишається питання тривалості позитивної післядії плантажної оранки. Здебільшого констатується позитивна післядія протягом 10-15 років. Однак багаторічні спостереження К.М. Кухтєєвої показали, що плантажна оранка зрошуваних каштанових середньо - і сильносолонцюватих ґрунтів півдня України суттєво змінює склад увібраних катіонів в бік збільшення відносного вмісту кальцію і зниження долі інших катіонів. За її даними, меліоративне значення плантажної оранки зростає при її заглибленні до 55-60см, що забезпечує залучення в орний шар достатньої кількості гіпсу і вуглекислого кальцію. Післядія плантажної оранки на таку глибину зберігається протягом 20 років. Плантажовані ґрунти за своїми властивостями наближаються до зональних каштанових ґрунтів. [12]
На думку Ю. Є. Кізякова глибока меліоративна плантажна оранка в 16 річній післядії дозволяє усунути процес солонцеутворення і створити нові антропогенні ґрунти зі специфічною направленістю внутрішніх процесів, будовою, складом і властивостями. [7]
На думку І.М. Любімової інтенсивність змін ґрунтоутворюючих процесів в агрогеннозмінених солонцях значною мірою визначається ступенем порушеності профільної будови меліорованих ґрунтів. При розорюванні глибоких солонців з використанням відвальних чи без відвальних обробок важко очікувати будь-яких змін в направленості процесів ґрунтоутворення. В той же час у всіх випадках, коли в результаті розорювання значно змінюється потужність солонцевого горизонту, але він зберігає своє місце в профілі, відбуваються деякі зміни властивостей ґрунту, що свідчить про порушення утвореної природної рівноваги між ґрунтоутворюючими процесами в ґрунтах до їх розорювання. В цьому випадку розорані грунти, як і раніше, ідентифікуються як солонці. [13,14]
Найбільш значні зміни, на її думку, мають спостерігатися в протіканні ґрунтоутворюючих процесів в меліорованих чи розораних солонцях при порушенні їх профільної будови з руйнацією типоутворюючого солонцевого горизонту.
Її дослідженнями встановлено що при постмеліоративному розвитку солонців степових і малонатрієвих (25 років) процеси осолонцювання не відновлюються. Про це свідчить відсутність текстурної диференціації ґрунтового профілю по елювіально-ілювіальному типу і фізико-хімічних умов, що забезпечують розвиток солонцевого процесу. Не спостерігаються і ознаки формування метаморфічного горизонту, властивого каштановим грунтам. [14]
М.І. Полупан зробив висновок, що за 25 років негативні властивості солонцевих горизонтів в плантажованих лучно-каштанових солонцях сухо-степової зони України не зазнали особливих змін. Він рекомендує проводити повторну плантажну оранку ділянок з великою кількістю солонцевих плям., тому, що при вивертанні на поверхню матеріалу солонцевих шарів якість оранки різко погіршується.
Дослідженнями Г.В. Новікової встановлено доцільність застосування плантажної оранки для окультурювання солонців степових і лучно-степових солонцевих комплексів Криму. Встановлено, що цим засобом досягається зміна направленості ґрунтоутворюючого процесу в бік розсолонцювання, розсолення та підвищення родючості ґрунтів. [23]
Існує декілька точок зору на направленість змін процесів ґрунтоутворення в солонцях після їх меліорації. На думку А.Ф. Большакова [26] ґрунтоутворення в меліорованих солонцях призводить до розвитку властивостей, що наближають їх з каштановими ґрунтами. Ю.Є. Кізяков [7], І.М. Любімова [14] вважають, що меліоровані солонці переходять до самостійної групи ґрунтів і не розвиваються в бік зональних каштанових ґрунтів. Третя група дослідників (К.П. Пак та ін.) вважають, що їхні зміни можуть бути відмічені на видовому рівні, та родовому (М.І. Полупан). [13,16]
Крім того у теперішній час виділяють наступні напрямки еволюції розораних грунтів відносно профілю вихідного природного ґрунту:
агрогенно-природну
, коли в ґрунті визначальними залишаються процеси, властиві природному ґрунту, але декілька модифіковані.
власне агрогенну,
коли в ґрунті різко посилюються чи виникають процеси, що відсутні в природному ґрунті чи ті, що не відіграють в природному ґрунті діагностуючу роль, в результаті чого формується новий профіль.
еволюцію "конструювання",
коли створюється новий ґрунтовий профіль, шляхом поступового додавання твердої фази в орний шар. [13]
Таким чином залишається не вирішеним питання тривалості післядії плантажної оранки та подальшої еволюції плантажованих солонців півдня України. Тому наш дослідження присвячені саме цій проблемі.
Висновки
У земельному фонді України солонці та солонцюваті ґрунти займають загальну площу близько 4 млн. га, в тому числі орні землі - 2,7 млн. га. Солонцеві ґрунти розповсюджені в основному в двох грунтово-кліматичних зонах - Лісостепу (частково Чернігівське Полісся) і в Степу (переважно Сухий Степ).
Підвищити продуктивність богарних і зрошуваних солонцевих ґрунтів неможливо без їх меліорації. При розробці та виборі прийомів меліорації необхідно враховувати не тільки властивості, але й генезис галогенних ґрунтів.
З засобів хімічної меліорації найбільш поширене гіпсування, але в умовах сухого степу ефективність його знижується, тому меліорувати ці грунти краще за допомогою меліоративної плантажної оранки.
Меліоративну плантажну оранку впроваджено на площі більше 200 тис га. Кінцевого терміну позитивної післядїї не встановлено.
Існує декілька точок зору на направленість змін процесів ґрунтоутворення в солонцях після їх меліорації. На думку А.Ф. Большакова ґрунтоутворення в меліорованих солонцях призводить до розвитку властивостей, що наближають їх з каштановими ґрунтами. Ю.Є. Кізяков, І.М. Любімова вважають, що меліоровані солонці переходять до самостійної групи ґрунтів і не розвиваються в бік зональних каштанових ґрунтів. Третя група дослідників (К.П. Пак та ін.) вважають, що їхні зміни можуть бути відмінені видовому рівні, та родовому (М.І. Полупан).
Список літератури
Балюк С.А., Ладних В.Я., Носоненко О.А., Захарова М.А., Мошник Л.І. Зрошувані грунти // Ресурсозберігаючі технології хімічної меліорації грунтів в умовах земельної реформи / Заг. ред. Р.С. Трускавецького, С.А. Балюка. - К., 2000. - С.45-61.
Балюк С.А., Новікова Г.В., Гаврилович Н.Ю. Використання солонцевих ґрунтів України // Вісник аграрної науки. - 2001. - №10. - С.12-15.
Бондарева В.Ю. Основные способы мелиорации солонцовых почв. - М.: ВНИИТЭИСХ, 1983. - 53 с.
ВНД 33-5.5-11-02 Інструкція з проведення ґрунтово-сольової зйомки на зрошуваних землях України. - К., 2002. - 39 с.
Гринь Г.С. Галогенез лесовых почвогрунтов Украины. - К.: Урожай, 1969. - 217 с.
Грунтознавство / За ред. Д.Г. Тихоненка. - К., 2005.
Кизяков Ю.Е., Гниненко Н.В., Лаврентьев Н.М. Последействие плантажной вспашки на агрофизические свойства солонцов Присивашья // Бюллетень Всесоюзного научно-исследовательского института кукурузы, 1971. - Вып.6 (23). - С.51-54.
Кирюшин В.И. Солонцы и их мелиорация. // Изд. Кайнар, Алма-Ата, 1976. - 175 с.
Кисель В.Д. О генезисе солонцеватых почв Украины // Почвоведение. - 1981. - № 12.
Ковда В.А. Происхождение и режим засоленных почв. - М. - Л.: АН СССР, 1946-1947.
Ковда В.А. Солончаки и солонцы. - М. - Л.: АН СССР, 1937.
Кухтеева К.М. Окультуривание комплексных солонцовых почв Херсонского причерноморья методом плантажной вспашки. - автореферат канд. дис. Харьков. - 1976. - 21 с.
Любимова И.Н. Агрогенная эволюция солонцовых комплексов сухостепной зоны // Почвоведение, 2002. № 7. - С.892-903.
Любимова И.Н. Агрогеннопреобразованные почвы солонцовых комплексов сухостепной и полупустынной зон. - автореферат докт.д.ис. Москва. - 2003. - 48 с.
Новикова А.В. Засоленные почвы, их распространение в мире, окультуривание и вопросы экологии: Монография / ХНАУ. - Х., 2004. - 118 с.
Новикова А.В. История почвенно-мелиоративных и экологических исследований засоленных и солонцовых земель Украины. - К., 1999. - 142 с.
Новикова А.В. Окультуривание солонцовых почв / Под. ред. А.В. Новиковой. - К.: Урожай, 1984. - 175 с.
Новикова А.В. Окультуривание солонцовых почв лугово-степных комплексов Крымской области / Труды УкрНИИ почвоведения и агрохимии. Т.5, 1961. - С.132-159.
Новикова А.В. Прогнозирование вторичного засоления почв при орошении. - К.: Урожай, 1975. - 184 с.
Новикова А.В., Пикуза А.М. Перспективы и пути мелиорации при орошении почв юга Украины с малой степенью солонцеватости / Материалы регионального совещания по мелиорации почв. - Ростов-на-Дону, Ч.2, 1967. - С.18-28.
Полупан М.І., Соловей В.Б., Величко В.А. Класифікація ґрунтів України. - К.: Аграрна наука, 2005. - 299 с.
Полупан М.І., Соловей В.Б., Кисіль В.І., Величко В.А. Визначник еколого-генетичного статусу та родючості ґрунтів України. - К.: Колобіг, 2005. - 303 с.
Полупан Н.И. Плантажированные почвы сухой степи Украины в классификационной системе. - Почвоведение, 1981. - № 9. - С.28-39.
Самбур Г.Т. Почвы солонцового типа Украины, их происхождение, свойства и методы улучшения. - К., 1963. - 48 с.
Семенова-Забродина С.П. Окультуривание солонцов Присивашья путем перевала в богарных условиях // Почвоведение. - 1952. - № 5. - С.426-433.
Цюрупа И.Г., Любимова И.Н. Научные основы и опыт мелиорации солонцов. "Итоги науки и техники. ВИНИТИ АН СССР. Почвоведение и агрохимия, 1983. - 159 с.